JP6541492B2 - Liquid processing method and liquid processing apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、被処理体を液体で処理する液処理方法および液処理装置に関する。 The present invention relates to a liquid processing method and a liquid processing apparatus for processing an object to be processed with a liquid.
半導体デバイスの製造プロセスの製造プロセスにおいては、被処理体である半導体ウエハに対して、ウエット洗浄処理、塗布処理等の液体を用いた液処理が存在する。 In the manufacturing process of the manufacturing process of a semiconductor device, there is a liquid process using a liquid such as a wet cleaning process and a coating process on a semiconductor wafer which is an object to be processed.
例えばウエット洗浄処理においては、被処理体である半導体ウエハを回転保持台に保持させ、半導体ウエハを回転させながら、アンモニア処理、フッ酸処理、硫酸処理等の薬液を供給して薬液洗浄処理を行った後、純水によるリンス処理を行い、その後、乾燥用有機溶剤としてイソプロピルアルコール(IPA)を用いて被処理体に対して乾燥処理を行っている(例えば特許文献1)。 For example, in the wet cleaning process, a semiconductor wafer, which is an object to be processed, is held on a rotary holder, and a chemical cleaning process is performed by supplying a chemical solution such as ammonia treatment, hydrofluoric acid treatment, or sulfuric acid treatment while rotating the semiconductor wafer. After that, a rinse treatment with pure water is performed, and thereafter, a treatment to be treated is dried using isopropyl alcohol (IPA) as an organic solvent for drying (for example, Patent Document 1).
このような液処理に用いる液体、例えばIPA中には、不純物粒子が含まれており、これが被処理体に対し粒子状汚染を引き起こすため、このような不純物粒子をフィルタ等により除去している。 Impurity particles are contained in the liquid used for such liquid treatment, for example, IPA, and this causes particulate contamination to the object to be treated, so such impurity particles are removed by a filter or the like.
しかしながら、フィルタ等でIPA中の不純物粒子を除去しても、被処理体である半導体ウエハに対してフィルタ等では除去しきれない微小なメタル含有不純物が付着し、半導体デバイスの特性が劣化することがある。 However, even if the impurity particles in the IPA are removed by a filter or the like, minute metal-containing impurities that can not be completely removed by the filter or the like adhere to the semiconductor wafer as the object to be treated, thereby deteriorating the characteristics of the semiconductor device. There is.
したがって、本発明は、被処理体に液を供給して液処理する際に、被処理体への微小なメタル含有不純物の付着を抑制することができる液処理方法および液処理装置を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention provides a liquid processing method and a liquid processing apparatus capable of suppressing the adhesion of minute metal-containing impurities to an object to be processed when supplying the liquid to the object to be processed. As an issue.
本発明者は、上記課題を解決するために、被処理体である半導体ウエハに対しIPA処理を行った際に、半導体ウエハに微小なメタル含有不純物が付着する原因について検討した。その過程で、IPA中のメタル分析手法の見直しを行った結果、従来の分析手法では検出されなかった微小なメタル含有不純物がIPA中に存在し、このような微小なメタル含有不純物は被処理体である半導体ウエハへ静電気力によって強力に付着促進されることを見出した。このことは、IPA中に存在する微小なメタル含有不純物が電荷を帯びていることを示唆するものである。この知見に基づいてさらに検討した結果、液処理を行うための液体中に含有される電荷を帯びた微小なメタル含有不純物が付着しないように被処理体の電位コントロールを行うこと、または液体供給ラインで静電気力やメタル吸着材料を利用して電荷を帯びた微小なメタル含有不純物を除去することが有効であることを見出し、本発明を完成するに至った。 In order to solve the above-mentioned subject, the present inventor examined the cause of adhesion of minute metal-containing impurities to the semiconductor wafer when the semiconductor wafer as the object to be treated is subjected to the IPA process. In the process, as a result of reviewing the metal analysis method in IPA, minute metal-containing impurities not detected by the conventional analysis method exist in IPA, and such minute metal-containing impurities are to be treated It has been found that electrostatic force strongly promotes adhesion to a semiconductor wafer. This suggests that the minute metal-containing impurities present in IPA are charged. As a result of further investigation based on this finding, the potential control of the object to be treated is carried out so that the minute metal-containing impurities carrying a charge contained in the liquid for liquid processing do not adhere, or the liquid supply line It has been found that it is effective to remove charged fine metal-containing impurities by utilizing electrostatic force or metal adsorption material, and the present invention has been completed.
すなわち、本発明の第1の観点は、被処理体を保持する保持部と、前記保持部に保持された被処理体に液体を供給する液供給機構とを有する液処理装置を用いて、電荷を帯びた微小なメタル含有不純物を含む液体により被処理体を液処理する液処理方法であって、前記保持部を接地することにより、前記保持部に保持された被処理体の帯電を制御することにより、前記メタル含有不純物が前記被処理体へ静電気力で付着されることを抑制することを特徴とする液処理方法を提供する。 That is, according to a first aspect of the present invention, a charge processing is performed using a liquid processing apparatus having a holding unit for holding an object to be treated and a liquid supply mechanism for supplying a liquid to the object to be treated held by the holding unit. Liquid processing method for processing an object to be treated with a liquid containing minute metal-containing impurities , wherein the charging of the object held by the holder is controlled by grounding the holder. Thus, the present invention provides a liquid processing method characterized in that the metal-containing impurities are prevented from adhering to the object to be processed by electrostatic force.
本発明の第2の観点は、被処理体を保持する保持部と、前記保持部に保持された被処理体に液体を供給する液供給機構とを有する液処理装置を用いて、電荷を帯びた微小なメタル含有不純物を含む液体により被処理体を液処理する液処理方法であって、前記保持部に保持された被処理体に液体が供給される過程で、前記液体に含まれる前記メタル含有不純物を除去するとともに、前記保持部を接地することにより、前記保持部に保持された被処理体の帯電を制御することにより、前記液体中に残存する前記メタル含有不純物が前記被処理体へ静電気力で付着されることを抑制することを特徴とする液処理方法を提供する。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a liquid processing apparatus having a holding unit for holding an object to be treated and a liquid supply mechanism for supplying a liquid to the object to be treated held by the holding unit. A liquid processing method for processing an object to be treated with a liquid containing a minute metal-containing impurity, wherein the metal contained in the liquid is supplied in the process of supplying the liquid to the object held by the holding unit. The metal-containing impurities remaining in the liquid are transferred to the object by controlling the charge of the object held by the holder by removing the contained impurities and grounding the holder. Provided is a liquid processing method characterized by suppressing adhesion by electrostatic force .
本発明の第3の観点は、被処理体を保持する保持部と、前記保持部に保持された被処理体に液体を供給する液供給機構とを有する液処理装置を用いて、電荷を帯びた微小なメタル含有不純物を含む液体により被処理体を液処理する液処理方法であって、前記保持部に保持された前記被処理体の裏面に純水を供給することにより、前記保持部に保持された被処理体の帯電を制御することにより、前記メタル含有不純物が前記被処理体へ静電気力で付着されることを抑制することを特徴とする液処理方法を提供する。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a liquid processing apparatus having a holding unit for holding an object to be treated and a liquid supply mechanism for supplying a liquid to the object to be treated held by the holding unit. A liquid processing method for liquid processing an object with a liquid containing minute metal-containing impurities, wherein pure water is supplied to the back surface of the object held by the holding unit According to the present invention, there is provided a liquid processing method characterized in that the metal-containing impurities are prevented from being attached to the object to be treated by electrostatic force by controlling the charge of the object to be treated held .
本発明の第4の観点は、被処理体を保持する保持部と、前記保持部に保持された被処理体に液体を供給する液供給機構とを有する液処理装置を用いて、電荷を帯びた微小なメタル含有不純物を含む液体により被処理体を液処理する液処理方法であって、
前記保持部に保持された被処理体に液体が供給される過程で、前記液体に含まれる前記メタル含有不純物を除去するとともに、前記保持部に保持された前記被処理体の裏面に純水を供給することにより、前記保持部に保持された被処理体の帯電を制御することにより、前記液体中に残存する前記メタル含有不純物が前記被処理体へ静電気力で付着されることを抑制することを特徴とする液処理方法を提供する。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a liquid processing apparatus having a holding unit for holding an object to be treated and a liquid supply mechanism for supplying a liquid to the object to be treated held by the holding unit. A liquid processing method for processing an object with a liquid containing minute metal-containing impurities,
While the liquid is supplied to the object to be treated held by the holder, the metal-containing impurities contained in the liquid are removed, and pure water is applied to the back surface of the object to be treated held by the holder. The supply of the metal-containing impurities remaining in the liquid is suppressed from being attached to the object by electrostatic force by controlling the charging of the object held by the holding unit. A liquid processing method characterized by
本発明の第5の観点は、被処理体を保持する保持部と、前記保持部に保持された被処理体に液体を供給する液供給機構とを有し、電荷を帯びた微小なメタル含有不純物を含む液体により被処理体を液処理する液処理装置であって、
前記保持部を接地することにより、前記保持部に保持された被処理体の帯電を制御する帯電制御手段をさらに有し、前記帯電制御手段により、前記メタル含有不純物が前記被処理体へ静電気力で付着されることが抑制されることを特徴とする液処理装置を提供する。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a minute metal-containing electric charge having a holding portion for holding an object to be treated and a liquid supply mechanism for supplying a liquid to the object to be treated held by the holding portion. A liquid processing apparatus for processing an object with a liquid containing an impurity,
The apparatus further includes charge control means for controlling charging of the object held in the holding unit by grounding the holding unit, and the metal-containing impurities are electrostatically applied to the object by the charge control means. Providing a liquid processing apparatus characterized in that adhesion is suppressed .
本発明の第6の観点は、被処理体を保持する保持部と、前記保持部に保持された被処理体に液体を供給する液供給機構とを有し、電荷を帯びた微小なメタル含有不純物を含む液体により被処理体を液処理する液処理装置であって、
前記液供給機構から前記保持部に保持された被処理体に液体を供給する過程で、前記液体に含まれる前記メタル含有不純物を除去するメタル含有不純物除去手段と、前記保持部を接地することにより、前記保持部に保持された被処理体の帯電を制御する帯電制御手段とをさらに有し、前記メタル含有不純物除去手段で前記液体中の前記メタル含有不純物が除去されるとともに、前記帯電制御手段により、前記液体中に残存する前記メタル含有不純物が前記被処理体へ静電気力で付着されることが抑制されることを特徴とする液処理装置を提供する。
A sixth aspect of the present invention has a holding portion for holding an object to be treated, and a liquid supply mechanism for supplying a liquid to the object to be treated held by the holding portion, and containing minute metal charged A liquid processing apparatus for processing an object with a liquid containing an impurity,
In the process of supplying a liquid from the liquid supply mechanism to the object held in the holding unit, a metal-containing impurity removing means for removing the metal-containing impurities contained in the liquid, and grounding the holding unit And charging control means for controlling charging of the object held by the holding portion, wherein the metal-containing impurities in the liquid are removed by the metal-containing impurity removing means, and the charge control means is further included. According to the present invention, there is provided a liquid processing apparatus characterized in that the metal-containing impurities remaining in the liquid are prevented from adhering to the object to be treated by electrostatic force .
本発明の第7の観点は、被処理体を保持する保持部と、前記保持部に保持された被処理体に液体を供給する液供給機構とを有し、電荷を帯びた微小なメタル含有不純物を含む液体により被処理体を液処理する液処理装置であって、前記保持部に保持された被処理体の帯電を制御する帯電制御手段をさらに有し、前記帯電制御手段は、前記保持部に保持された前記被処理体の裏面に純水を供給する純水供給手段を有し、前記純水供給手段から前記被処理体の裏面に純水を供給することにより前記被処理体の表面の帯電を制御し、前記帯電制御手段により、前記メタル含有不純物が前記被処理体へ静電気力で付着されることが抑制されることを特徴とする液処理装置を提供する。 A seventh aspect of the present invention has a holding portion for holding an object to be treated, and a liquid supply mechanism for supplying a liquid to the object to be treated held by the holding portion, and containing minute metal charged A liquid processing apparatus for processing an object to be processed with a liquid containing an impurity, further comprising charge control means for controlling charging of the object held by the holding unit, wherein the charge control unit The apparatus further comprises pure water supply means for supplying pure water to the back surface of the object to be treated held in a part, and supplying pure water to the back surface of the object from the pure water supply means. According to another aspect of the present invention, there is provided a liquid processing apparatus characterized in that charging of a surface is controlled, and that the metal-containing impurities are prevented from adhering to the object to be treated by electrostatic force by the charge control means.
本発明の第8の観点は、被処理体を保持する保持部と、前記保持部に保持された被処理体に液体を供給する液供給機構とを有し、電荷を帯びた微小なメタル含有不純物を含む液体により被処理体を液処理する液処理装置であって、前記液供給機構から前記保持部に保持された被処理体に液体を供給する過程で、前記液体に含まれる前記メタル含有不純物を除去するメタル含有不純物除去手段と、前記保持部に保持された被処理体の帯電を制御する帯電制御手段とをさらに有し、前記帯電制御手段は、前記保持部に保持された前記被処理体の裏面に純水を供給する純水供給手段を有し、前記純水供給手段から前記被処理体の裏面に純水を供給することにより前記被処理体の表面の帯電を制御し、前記メタル含有不純物除去手段で前記液体中の前記メタル含有不純物が除去されるとともに、前記帯電制御手段により、前記液体中に残存する前記メタル含有不純物が前記被処理体へ静電気力で付着されることが抑制されることを特徴とする液処理装置を提供する。 An eighth aspect of the present invention comprises a holding portion for holding an object to be treated, and a liquid supply mechanism for supplying a liquid to the object to be treated held by the holding portion, and containing minute metal charged A liquid processing apparatus for processing an object to be processed with a liquid containing an impurity, wherein the metal contained in the liquid is supplied in the process of supplying the liquid from the liquid supply mechanism to the object held by the holding unit. The apparatus further includes a metal-containing impurity removal unit that removes impurities, and a charge control unit that controls charging of the object held by the holding unit, the charge control unit including the object held by the holding unit. The apparatus further comprises pure water supply means for supplying pure water to the back surface of the processing body, and supplying pure water from the pure water supply means to the back surface of the object to control charging of the surface of the object; The metal-containing impurity removing means A liquid processing apparatus characterized in that metal-containing impurities are removed, and that the metal-containing impurities remaining in the liquid are adhered to the object by electrostatic force by the charge control means. I will provide a.
前記液体を貯留部に貯留し、前記貯留部内の前記液体に一対の電極を浸漬し、これら電極間に電圧を印加して電界を形成することにより、前記液体に含まれる前記メタル含有不純物を前記電極に静電気力でトラップし、前記液体中に含まれる前記メタル含有不純物を除去することができる。この場合に、前記貯留部に貯留された前記液体中に、前記電極の下方からマイクロバブルを供給し、前記マイクロバブルが前記液体中を浮上する過程で前記マイクロバブルに前記メタル含有不純物を吸着させ、前記メタル含有不純物の前記電極へのトラップを促進することが好ましい。 The metal-containing impurities contained in the liquid are stored by storing the liquid in a storage portion, immersing a pair of electrodes in the liquid in the storage portion, and applying a voltage between the electrodes to form an electric field. The electrode can be trapped by electrostatic force to remove the metal-containing impurities contained in the liquid. In this case, microbubbles are supplied from below the electrode into the liquid stored in the storage portion, and the microbubbles adsorb the metal-containing impurities in the process of the microbubbles rising in the liquid. Preferably, the trapping of the metal-containing impurities to the electrode is promoted.
前記保持部に保持された被処理体に液体を供給する液供給配管に、電荷を帯びたメタル含有不純物を除去可能なフィルタを設けて前記メタル含有不純物を除去することができる。この場合に、前記フィルタは、陽イオン除去フィルタおよび陰イオン除去フィルタを有することが好ましい。前記液体を蒸留精製することにより前記液体から前記メタル含有不純物を除去することができる。 The metal-containing impurities can be removed by providing a filter capable of removing the metal-containing impurities that are charged in the liquid supply pipe that supplies the liquid to the object held in the holding unit. In this case, the filter preferably includes a positive ion removal filter and a negative ion removal filter. The metal-containing impurities can be removed from the liquid by purifying the liquid by distillation.
前記液体を前記被処理体に供給する液体の供給経路の少なくとも一部に液体中の前記メタル含有不純物に対して吸着性を有する材料を用いてもよい。また、前記液体を前記被処理体に供給する液体の供給経路に、液体中の前記メタル含有不純物に対して吸着性を有する材料からなる吸着部材を有するメタル含有不純物除去ユニットを設けてもよい。前記吸着部材に前記メタル含有不純物を吸着させた後、前記吸着部材から前記メタル含有不純物を除去することが好ましい。 A material having an adsorptivity for the metal-containing impurities in the liquid may be used in at least a part of a liquid supply path for supplying the liquid to the object. Further, a metal-containing impurity removing unit may be provided in a supply path of the liquid for supplying the liquid to the object to be processed, having a suction member made of a material having an adsorptivity for the metal-containing impurities in the liquid. After the metal-containing impurities are adsorbed to the adsorption member, it is preferable to remove the metal-containing impurities from the adsorption member.
前記メタル含有不純物に対して吸着性を有する材料として、前記液体中における表面電位が、前記液体中のメタル含有不純物が持つ電荷または表面電位と異符号となるものを用いる。 As the material having adsorptivity to the metal-containing impurities, a material whose surface potential in the liquid has a different sign from the charge or surface potential of the metal-containing impurities in the liquid is used.
前記表面電位の指標としては、前記メタル含有不純物に対して吸着性を有する材料を構成する粒子のゼータ電位またはゼータ電位計測から求められる等電点を用いることができる。 As the indicator of surface potential, the Ru can be used isoelectric point obtained from the zeta potential or zeta potential measurement of particles constituting the material having the adsorbing against metal-containing impurities.
本発明では、液処理に用いる液体中に、従来含まれていると認識されてなかった電荷を帯びた微小なメタル含有不純物が含まれていることを新たに見出し、それに基づいて、被処理体の帯電を制御すること、または、液体中からメタル含有不純物を除去すること、または、それらの両方を行うことにより、このようなメタル含有不純物が被処理体へ付着することを防止する。これにより、被処理体のメタル汚染を有効に抑制することができる。 In the present invention, it is newly found that the liquid used in the liquid processing contains minute metal-containing impurities which have been charged and which have not been recognized as being contained conventionally, and based on this, it is possible to Such metal-containing impurities are prevented from adhering to the object by controlling the charge of the metal, removing the metal-containing impurities from the liquid, or performing both of them. Thereby, metal contamination of a to-be-processed object can be suppressed effectively.
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
<第1の実施形態>
まず、第1の実施形態について説明する。
第1の実施形態では、被処理体であるウエハの帯電を制御することにより、液処理に用いる液体中に存在する電荷を帯びた微小なメタル含有不純物が被処理体であるウエハへ静電気力で付着することを抑制する。このような微小なメタル含有不純物としては、典型的にはパーティクル状で10nm以下のものを挙げることができるが、それに限定されない。電荷を帯びたメタル含有不純物としてはイオン状のものが含まれるが、イオン状には限定されない。
First Embodiment
First, the first embodiment will be described.
In the first embodiment, by controlling the charge of the wafer which is the object to be treated, the minute metal-containing impurities charged in the liquid used for liquid processing are transferred to the wafer which is the object to be treated by electrostatic force. Suppress adhesion. As such a minute metal-containing impurity, typically, it may be in the form of particles and 10 nm or less, but it is not limited thereto. The charged metal-containing impurities include those in ionic form, but are not limited to ionic forms.
(第1の例)
図1は、第1の実施形態における第1の例の液処理方法を実施するための液処理装置を示す概略構成図である。
(First example)
FIG. 1 is a schematic configuration view showing a liquid processing apparatus for carrying out the liquid processing method of the first example in the first embodiment.
この液処理装置は、被処理体としての半導体ウエハ(以下、単にウエハと記す)Wに対して枚葉式の液処理、例えば洗浄処理、乾燥処理、塗布処理等を行うものであり、チャンバ2と、チャンバ2内でウエハWを回転可能に保持するスピンチャック3と、スピンチャック3を回転させるモータ4と、スピンチャック3に保持されたウエハWに液体を供給する液供給機構5と、液処理装置の各構成部を制御するための制御部6とを有している。
This liquid processing apparatus performs single-wafer liquid processing such as cleaning processing, drying processing, coating processing, etc. on a semiconductor wafer (hereinafter simply referred to as a wafer) W as a processing object. A
チャンバ2内には、スピンチャック3に保持されたウエハWを覆うためのカップ11が設けられている。カップ11の底部には、排気および排液のための排気・排液管12が、チャンバ2の下方へ延びるように設けられている。チャンバ2の側壁には、ウエハWを搬入出するための搬入出口(図示せず)が設けられている。
In the
スピンチャック3は、その上面にウエハWを水平状態で保持する。スピンチャック3の中心には筒状をなす回転軸13が取り付けられており、回転軸13はチャンバ2の下方に延びている。そして、モータ4により回転軸13を回転させることにより、スピンチャック3とともにウエハWが回転される。スピンチャック3は、接地線14により接地されている。接地線14は回転軸13内を通ってチャンバ2の外部に延びている。
The
液供給機構5は、チャンバ2外に設けられた液処理のための液体を貯留する液体タンク15と、液体タンク15からチャンバ2内のウエハWに液体を供給する液供給配管16と、液供給配管16に設けられた液体送給用のポンプ17と、液供給配管16の先端に設けられたノズル18とを有する。ポンプ17の代わりにN2ガスやエアにより液体を圧送してもよい。また、液供給配管16には開閉バルブ、流量制御器およびフィルター(いずれも図示せず)が設けられている。ノズル18は、図示しない駆動機構によりウエハWの径方向および上下方向に移動可能となっている。駆動機構は、ウエハWの中心直上の液吐出位置と、ウエハWから退避した退避位置との間でノズル18を移動させる。
The
本例の液処理装置は、上述したように、ウエハW上に液体を供給することにより、ウエハWに対して、被処理体としてのウエハWに対して洗浄処理、乾燥処理、塗布処理等を施すものである。液処理装置1は、複数の液体により処理を行う場合、例えば洗浄処理では、薬液洗浄後に純水リンスを行う場合や、純水リンス後にIPA等による乾燥処理を行う場合があるが、ここでは、便宜的に、一種類の液体を供給する場合を示している。 As described above, the liquid processing apparatus according to the present embodiment supplies the liquid onto the wafer W to perform cleaning processing, drying processing, coating processing, and the like on the wafer W serving as the processing target. It is something to apply. In the case where the liquid processing apparatus 1 performs processing with a plurality of liquids, for example, in cleaning processing, pure water rinse may be performed after chemical solution cleaning, or drying processing by IPA or the like may be performed after pure water rinse. For convenience, the case where one type of liquid is supplied is shown.
液処理に用いる液体としては、通常の液処理に用いる液体であれば適用が可能であり、洗浄処理に用いる薬液、例えばアンモニア過水(APM)のようなアンモニア系薬液、希フッ酸(DHF)のようなフッ酸系薬液、硫酸過水(SPM)のような硫酸系薬液等の水溶液、または溶剤、リンス処理に用いる純水、乾燥処理に用いるIPA等の溶剤、塗布処理に用いるシンナー等を挙げることができる。以下の例および他の実施形態においても同様である。 As the liquid used for the liquid processing, any liquid used for the normal liquid processing can be applied, and a chemical used for the cleaning processing, for example, an ammonia chemical such as ammonia peroxide (APM), dilute hydrofluoric acid (DHF) Aqueous solutions such as hydrofluoric acid-based chemical solutions, sulfuric acid-based chemical solutions such as sulfuric acid-peroxide (SPM), or solvents, pure water used for rinsing, solvents such as IPA used for drying, thinners used for coating, etc. It can be mentioned. The same applies to the following examples and other embodiments.
制御部6は、マイクロプロセッサ(コンピュータ)を備えており、スピンチャック3の回転、液体の供給等を制御するようになっている。制御部6は、所定の処理レシピを実行するようになっており、そのために必要な制御パラメータや処理レシピを記憶した記憶部や、入力手段およびディスプレイ等を備えている。
The
次に、このような第1の例の液処理装置による液処理方法について説明する。
まず、液処理すべきウエハWを図示しない搬送装置によりチャンバ2内に搬入し、スピンチャック3に装着する。この状態で、ノズル18を退避位置からウエハWの中心直上の液吐出位置に移動させ、モータ4によりスピンチャック3とともにウエハWを回転させながら、液体タンク15内の液体を液供給配管16およびノズル18を介してウエハW中心に供給し、液体をウエハWの全面に広げて液処理を行う。
Next, a liquid processing method by the liquid processing apparatus of the first example will be described.
First, a wafer W to be subjected to liquid processing is carried into the
このとき、液体中に、通常のフィルタでは除去することが困難な微小なメタル含有不純物がある電荷を帯びた状態で含まれている場合、ウエハWがそのメタル含有不純物が帯びる電荷と異符号の電位に帯電していると、ウエハWにメタル含有不純物が静電気力で強固に付着する。 At this time, if a minute metal-containing impurity that is difficult to remove with a normal filter is contained in the liquid in a charged state, the wafer W has a different sign from the charge carried by the metal-containing impurity. When charged to a potential, metal-containing impurities adhere strongly to the wafer W by electrostatic force.
なお、メタル含有不純物は、金属単体の場合と、金属原子が錯体等の化合物を形成している場合の両方を含む。金属単体の場合は正の電荷を帯びた状態(典型的には陽イオン)として存在するが、錯体等の化合物イオンの場合は正の電荷を帯びた状態と負の電荷を帯びた状態(典型的には陰イオン)として存在している場合がある。 The metal-containing impurities include both the case of a single metal and the case where the metal atom forms a compound such as a complex. In the case of a single metal, it exists as a positively charged state (typically a cation), but in the case of a compound ion such as a complex, it has a positively charged state and a negatively charged state (typical In some cases, they may exist as anions.
これに対し、本例では、スピンチャック3に接地線14が接続され、スピンチャック3が接地されているので、図2(a)に示すようにウエハWが帯電している場合でも、ウエハWをスピンチャック3に保持させることにより、図2(b)に示すように、ウエハWの表面の電荷が接地線14を通ってグラウンドに流れる。このため、スピンチャック3上のウエハWは帯電がほぼキャンセルされた状態となり、液処理時においてウエハWに対するメタル含有不純物の静電気力による付着を抑制することができる。
On the other hand, in the present embodiment, since the
特に、IPA等の自己解離定数[pkap]が低い溶媒(自己解離定数が14以下)や、非プロトン性極性溶媒(例えばアセトンやシンナー)等の、イオン総数が少ない液体を用いる場合、液体中にイオン状で存在するメタル含有不純物が、帯電しているウエハWに付着しやすくなり、メタル含有不純物が大量にウエハWに付着する。また、同様に、液体中にプロトンやその他の陽イオンが少ない水溶液では、液体中に陽イオンとして存在するメタル含有不純物がウエハWに付着しやすくなり、液体中にF−、Cl−、OH−等の陰イオンが少ない水溶液では陰イオンとして存在するメタル含有不純物がウエハWに付着しやすくなる。したがって、本例の手法は、このような液体を用いる場合に、特に有効である。なお、この点は、以下に示す他の例および他の実施形態についても同様である。 In particular, in the case of using a liquid having a low total number of ions, such as a solvent having a low self-dissociation constant [pkap] such as IPA (self-dissociation constant of 14 or less) or an aprotic polar solvent (eg acetone or thinner) The metal-containing impurities present in the form of ions easily adhere to the charged wafer W, and a large amount of metal-containing impurities adhere to the wafer W. Similarly, in an aqueous solution containing few protons and other cations in the liquid, metal-containing impurities present as cations in the liquid tend to adhere to the wafer W, and in the liquid F − , Cl − , OH − In an aqueous solution containing few anions, etc., metal-containing impurities present as anions tend to adhere to the wafer W. Therefore, the method of the present example is particularly effective when such a liquid is used. In addition, this point is the same also about the other example shown below and another embodiment.
(第2の例)
図3は、第1の実施形態における第2の例の液処理方法を実施するための液処理装置を示す概略構成図である。
(Second example)
FIG. 3 is a schematic configuration view showing a liquid processing apparatus for carrying out the liquid processing method of the second example in the first embodiment.
図1の第1の例の液処理装置では、ウエハの帯電をキャンセル手段として接地線14を設けたが、本例の液処理装置では接地線14に代えて、スピンチャック3に給電線21を介して直流電源22を接続し、スピンチャック3に電圧を印加するようにした。他は、図1の液処理装置と同様に構成されている。したがって、図1と同じ部分は説明を省略する。
In the liquid processing apparatus of the first example of FIG. 1, the
給電線21は、スピンチャック3から回転軸13内を通ってチャンバ2の外部に延びており、給電線21のチャンバ2の外側部分に直流電源22が接続されている。そして、直流電源22からスピンチャック3に、液体中に存在する付着を抑制したいメタル含有不純物と同符号の直流電圧が印加される。例えば、付着を抑制したいメタル含有不純物が陽イオン等の正の電荷を帯びたものである場合、スピンチャック3にプラスの電圧を印加する。
The
このようにスピンチャック3にプラスの電圧を印加することにより、図4のように、ウエハWはプラスに帯電し、液体中に陽イオンとして存在するメタル含有不純物23がウエハWに対して反発するようになる。このため、第1の例よりも効果的にウエハWへのメタル含有不純物の静電気力による付着を抑制することができる。
By thus applying a positive voltage to the
(第3の例)
図5は、第1の実施形態における第3の例の液処理方法を実施するための液処理装置を示す概略構成図である。
(Third example)
FIG. 5 is a schematic configuration view showing a liquid processing apparatus for carrying out the liquid processing method of the third example in the first embodiment.
本例の液処理装置は、ウエハの帯電をキャンセルする手段として、第1の例および第2の例と異なり、バックリンスノズル25を利用する。他の構成は基本的に図1の液処理装置と同様であるから、図1と同じものには同じ部分は説明を省略する。
The liquid processing apparatus of this embodiment utilizes the back rinse
本例では、スピンチャック3はウエハWの中心部に設けられており、ウエハW裏面が露出した状態でスピンチャック3に保持されるようになっている。そして、ウエハWの裏面にリンス液として純水を供給するバックリンスノズル25が複数設けられている。
In this example, the
バックリンスノズル25からウエハW裏面にリンス液として純水を供給すると、図6(a)に示すように、ウエハW裏面が負に帯電し、ウエハW表面は誘導帯電により正に帯電する。これにより、図6(b)に示すように、液体中に陽イオン等の正の電荷を帯びた状態で存在するメタル含有不純物23がウエハW表面に対して反発し、メタル含有不純物のウエハW表面に対する静電気力による付着を抑制することができる。
When pure water is supplied from the back rinse
ウエハW表面の純水リンスの後、IPAによる乾燥処理を連続して行う場合を例にとって説明すると、ウエハW表面は純水リンスにより負に帯電するが、IPA乾燥処理に切り替える前にバックリンスを行うことにより、ウエハW表面は正に帯電するようになり、IPA乾燥処理の際には、IPA中に陽イオン等の正の電荷を帯びた状態で存在する微小なメタル含有不純物のウエハW表面への付着を抑制することができる。 After the pure water rinse on the surface of the wafer W, the case where the drying process by IPA is continuously performed will be described as an example. Although the surface of the wafer W is negatively charged by the pure water rinse, back rinse is performed before switching to the IPA dry process. As a result, the surface of the wafer W becomes positively charged, and in the IPA drying process, the surface of the wafer W of a minute metal-containing impurity present in IPA in a positively charged state such as a cation. It is possible to suppress adhesion to it.
<第2の実施形態>
次に、第2の実施形態について説明する。
第2の実施形態では、液処理に用いる液体の供給系において、液体中に存在する電荷を帯びた微小なメタル含有不純物を除去することにより、このようなメタル含有不純物が被処理体であるウエハへ付着することを抑制する。第1の実施形態と同様、微小なメタル含有不純物としては、典型的にはパーティクル状で10nm以下のものを挙げることができるが、それに限定されない。電荷を帯びたメタル含有不純物としてはイオン状のものが含まれるが、イオン状には限定されない。
Second Embodiment
Next, a second embodiment will be described.
In the second embodiment, in a liquid supply system used for liquid processing, a wafer in which such metal-containing impurities are objects to be treated by removing minute metal-containing impurities charged in the liquid. Suppress adhesion to As in the first embodiment, the fine metal-containing impurities can be, for example, in the form of particles typically at 10 nm or less, but are not limited thereto. The charged metal-containing impurities include those in ionic form, but are not limited to ionic forms.
(第1の例)
図7は、第2の実施形態における第1の例の液処理方法を実施するための液処理装置を示す概略構成図である。
(First example)
FIG. 7 is a schematic configuration view showing a liquid processing apparatus for carrying out the liquid processing method of the first example in the second embodiment.
本例の液処理装置は、第1の実施形態のウエハの帯電をコントロールする手段は設けられていないが、液体中のメタル含有不純物を除去する手段として、液体タンク15中の液体に浸漬された一対の電極31a,31bと、これら電極に電圧を印加する直流電源32とを有している。他は、基本的に図1に示す第1の実施形態における第1の例の液処理装置と同様に構成されている。したがって、図1と同じ部分は説明を省略する。
The liquid processing apparatus of this example is not provided with means for controlling the charge of the wafer according to the first embodiment, but is immersed in the liquid in the
本例において、液体タンク15に貯留された液体に一対の電極31a,31bが浸漬されている。電極31a,31bは例えばシリコン(Si)で形成されており、電極31aが直流電源32のプラス側に接続された陽極であり、電極31bが直流電源32のマイナス側に接続された陰極である。
In the present embodiment, the pair of
直流電源32から電極31a,31bに電圧を印加し、液体タンク15中に電界を形成することにより、静電気力により液体中の電荷を帯びた物質(イオン)をトラップすることができる。例えば、図8に示すように、液体L中に微小なメタル含有不純物が陽イオン等の正の電荷を帯びた状態で存在する場合は、メタル含有不純物23が負に帯電している電極31bにトラップ(吸着)され、液体からメタル含有不純物が除去される。これにより、液処理の際に液体中の微小なメタル含有不純物が被処理体であるウエハへ付着することを抑制することができる。
By applying a voltage from the
なお、電極を配管に設けて液供給配管内に電界を形成することにより、メタル含有不純物をトラップするようにしてもよい。 The metal-containing impurities may be trapped by providing an electrode on the pipe and forming an electric field in the liquid supply pipe.
(第2の例)
図9は、第2の実施形態における第2の例の液処理方法を実施するための液処理装置を示す概略構成図である。
(Second example)
FIG. 9 is a schematic configuration view showing a liquid processing apparatus for carrying out the liquid processing method of the second example in the second embodiment.
本例の液処理装置は、図7の第1の例の液処理装置にマイクロバブル発生器35を付加したものである。他は、図7の液処理装置と全く同様に構成されている。
The liquid processing apparatus of this embodiment is obtained by adding a
マイクロバブル発生器35は液体タンク15に接続されており、液体タンク15内の液体中にマイクロバブルを供給するためのものである。マイクロバブル発生器35は、液体タンク15の底部に接続されており、電極31a,31bの下端がマイクロバブル導入部分の上方に位置している。
The
このようにマイクロバブル発生器35から液体タンク15内の液体L中にマイクロバルブを供給する。図10に示すように、液体中のマイクロバブル40の表面にはゼータ電位が生じるため、陽イオン等の正の電荷を帯びた状態の液体中のメタル含有不純物23がマイクロバブル40の表面に吸着される。そしてマイクロバブル40はメタル含有不純物23を吸着しつつ浮上する過程で収縮し、やがて消滅して、メタル含有不純物23が濃縮される。このようにメタル含有不純物が濃縮された状態になるので、メタル含有不純物23の電極31b(陰極)への移動が促進される。したがって、メタル含有不純物23の電極31bへの吸着効率が第1の例よりも向上し、第1の例よりもメタル含有不純物の除去効率が高いものとなる。これにより、液処理の際に液体中の微小なメタル含有不純物が被処理体であるウエハへ付着することをより効果的に抑制することができる。
Thus, the micro valve is supplied from the
(第3の例)
図11は、第2の実施形態における第3の例の液処理方法を実施するための液処理装置を示す概略構成図である。
(Third example)
FIG. 11 is a schematic configuration view showing a liquid processing apparatus for carrying out the liquid processing method of the third example in the second embodiment.
本例においては、液体タンク15から延びる液供給配管16に電荷を帯びたメタル含有不純物が除去可能なフィルタ50が設けられている。このようなフィルタ50として陽イオン除去フィルタを用いることにより陽イオン等の正の電荷を帯びた状態のメタル含有不純物を除去することができる。また、フィルタ50として陰イオン除去フィルタを用いることにより陰イオン等の負の電荷を帯びた状態のメタル含有不純物を除去することができる。特に、フィルタ50として陽イオン除去フィルタと陰イオン除去フィルタとを併用することが好ましい。これにより、液体から陽イオン等の正の電荷を帯びた状態のメタル含有不純物および陰イオン等の負の電荷を帯びた状態のメタル含有不純物を除去することができるので、液体中のメタル含有不純物の量をより少なくして、液処理においてメタル含有不純物がウエハWに付着することをより効果的に抑制することができる。
In the present embodiment, the
(第4の例)
図12は、第2の実施形態における第4の例の液処理方法を実施するための液処理装置を示す概略構成図である。
(4th example)
FIG. 12 is a schematic configuration view showing a liquid processing apparatus for carrying out the liquid processing method of the fourth example in the second embodiment.
本例においては、液体タンク15に供給する液体を蒸留精製する蒸留精製部60を有している。液体として溶剤や純水を用いる場合には、液体を蒸留精製することにより液体中の微小なメタル含有不純物を除去することが可能である。これにより、液処理の際にウエハWに供給される液体中のメタル含有不純物の数を少なくすることができ、メタル含有不純物がウエハWに付着することを抑制することができる。
In the present embodiment, the distillation /
(第5の例)
図13は、第2の実施形態における第5の例の液処理方法を実施するための液処理装置を示す概略構成図である。
(Fifth example)
FIG. 13 is a schematic configuration view showing a liquid processing apparatus for carrying out the liquid processing method of the fifth example in the second embodiment.
本例においては、従前の例の液供給配管16の代わりに、液体中の電荷を帯びた微小なメタル含有不純物に対して高吸着性を有する材料からなる液供給配管16′を有しており、液供給配管16′に、同様のメタル含有不純物に対して高吸着性を有する材料からなる不純物除去フィルタ45が設けられている。
In the present embodiment, instead of the
このように液体の供給経路に液体中のメタル含有不純物に対して高吸着性を有する材料を用いることにより、液体中の微小なメタル含有不純物が液体の供給経路でトラップされて除去される。 As described above, by using a material having high adsorptivity for metal-containing impurities in the liquid as the liquid supply path, minute metal-containing impurities in the liquid are trapped and removed in the liquid supply path.
以下、このような構成に至った経緯について説明する。
液体がIPAである場合、IPA中に主成分としてFeを含む不純物(Fe不純物)が存在し、IPAをPFA(パーフルオロアルコキシアルカン)製の容器に入れるとIPA中のFe不純物が高い効率で容器の内壁に吸着されることが判明した。また、シリコンウエハにIPAを塗布することによりFe不純物が高い効率でウエハに吸着されることが見出され、このことから容器材料としてSiを用いた場合にも、同様にIPA中のFe不純物が高い効率で容器内壁に吸着されることが期待される。
Hereinafter, the circumstances leading to such a configuration will be described.
When the liquid is IPA, an impurity (Fe impurity) containing Fe as a main component is present in IPA, and when IPA is placed in a container made of PFA (perfluoroalkoxyalkane), the container is highly efficient at Fe impurities in IPA. Was found to be adsorbed on the inner wall of In addition, it was found that by applying IPA to a silicon wafer, Fe impurities were adsorbed to the wafer with high efficiency, and thus Fe impurities in IPA were similarly contained in the case of using Si as a container material. It is expected to be adsorbed on the inner wall of the container with high efficiency.
これに対し、IPAをPP(ポリプロピレン)製の容器に入れるとIPA中のFe不純物が容器内壁に吸着され難いことが判明した。また、IPA供給ラインの材料として広く用いられている粒子除去フィルタの材料であるPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)にもIPA中のFe不純物が吸着され難いことを示唆するデータも得られた。 On the other hand, it was found that when IPA was placed in a container made of PP (polypropylene), Fe impurities in IPA were less likely to be adsorbed on the inner wall of the container. Also, data suggesting that Fe impurities in IPA are difficult to be adsorbed on PTFE (polytetrafluoroethylene), which is a material of a particle removal filter widely used as a material of the IPA supply line, was also obtained.
このような液体中のメタル含有不純物に対する材料の付着性は、対象液体中の材料の表面電位(マイナスであるかプラスであるか)や、材料自体の極性(プラスやマイナスが偏在しているか)に依存する。具体的には、液体がIPAの場合には、その中のFe不純物が付着しやすい材料は、IPAに対して表面電位がマイナスになる材料、または材料自体に極性があり電気的にマイナスに偏在した部分がある材料である。 The adhesion of the material to such metal-containing impurities in the liquid is the surface potential (whether minus or plus) of the material in the target fluid, or the polarity of the material itself (whether plus or minus is unevenly distributed) Depends on Specifically, when the liquid is IPA, the material to which Fe impurities easily adhere is a material whose surface potential is negative with respect to IPA, or the material itself is polar and it is negatively localized. Part of the material.
材料粒子の表面電位の指標としては、材料粒子のゼータ電位またはゼータ電位計測から求められる等電点(電離後の材料粒子の電荷平均が0となるpH)を挙げることができる。IPAのような有機溶媒中の粒子の帯電においても、水系溶媒で計測されるゼータ電位が表面電位の指標となる。 Examples of the index of the surface potential of the material particles include the zeta potential of the material particles or the isoelectric point (pH at which the charge average of the material particles after ionization becomes 0) obtained from the measurement of the zeta potential. Also in charging of particles in an organic solvent such as IPA, the zeta potential measured with an aqueous solvent is an indicator of surface potential.
図14は、材料粒子のpHと溶媒のpHの座標における材料粒子の帯電状態を模式的に示す図である。この図から、IPA溶媒中では、SiO2表面は負の電位をもつことがわかる。SiO2膜表面にはIPA中のFe不純物が高効率で吸着することから、Fe不純物の多くは、プラス電荷を持ち、SiO2表面に電気的に吸着していると考えられる。したがって、IPA中のFe不純物が吸着しやすい材料は、IPAに対して表面電位がマイナスになる材料である。 FIG. 14 is a view schematically showing the charged state of the material particles at the coordinates of the pH of the material particles and the pH of the solvent. From this figure, it can be seen that in the IPA solvent, the SiO 2 surface has a negative potential. Since Fe impurities in IPA are adsorbed with high efficiency on the SiO 2 film surface, it is considered that most of the Fe impurities have a positive charge and are electrically adsorbed on the SiO 2 surface. Therefore, the material that easily adsorbs the Fe impurity in IPA is a material whose surface potential is negative with respect to IPA.
図14の横軸の指標を等電点で整理すると、以下表1に示すようになる。図14と表1とから、IPA中のFe系不純物粒子は、SiO2のような等電点の小さい材料には吸着しやすく、ZnOのような等電点の大きい材質には吸着しにくいことが見出された。
なお、ウエハ表面にSiO2のような等電点が低い膜が形成されている場合は、IPA中のFe不純物が吸着しやすいため、第1の実施形態のようにウエハを接地するまたは電圧印加することによりウエハへのFe不純物の付着を抑制することは効果的である。 When a film having a low isoelectric point such as SiO 2 is formed on the wafer surface, the Fe impurity in IPA is easily adsorbed, so the wafer is grounded or a voltage is applied as in the first embodiment. It is effective to suppress the adhesion of Fe impurities to the wafer by carrying out.
材料粒子の極性の指標としては、化合物組成の双極子モーメントを挙げることができる。双極子モーメントは特に有機材料における指標である。すなわち、電気陰性度の異なる元素を含み、極性を誘発して大きい双極子モーメントを有する極性物質は、電気的にマイナスに偏在する部分を有しておりIPA中のFe不純物を吸着しやすい。種々の有機材料の構造式、極性、IPA中のFe不純物粒子の吸着効果を図15にまとめて示す。 As an indicator of the polarity of the material particles, the dipole moment of the compound composition can be mentioned. Dipole moment is an indicator, especially in organic materials. That is, a polar substance containing an element of different electronegativity and inducing a polarity and having a large dipole moment has a portion which is electrically negatively localized, and easily adsorbs an Fe impurity in IPA. Structural formulas of various organic materials, polarity, and adsorption effects of Fe impurity particles in IPA are summarized in FIG.
図15に示すように、PP(ポリプロピレン)は、構造式中に電気陰性度の大きく異なる元素を含まないため極性が弱く、IPA中のFe不純物に対する吸着能が小さい(吸着しづらい)。また、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)は、F→Cのベクトルを持つが、相対するF→Cのベクトルに打ち消され、極性を誘発しないため、やはりIPA中のFe不純物に対する吸着能が小さい(吸着しづらい)。一方、PFA(パーフルオロアルコキシアルカン)は、構造式中のC3F7で双極子モーメントを持つと予想され、IPA中のFe不純物に対する吸着能が大きい(吸着しやすい)。また、PVDF(ポリフッ化ビニリデン)は、構造式中のCF2とCH2のベクトルが逆向きであり、強い双極子モーメントベクトルを有するため、IPA中のFe不純物に対する吸着能が大きい(吸着しやすい)。なお、これら材料のうち、PP、PTFE、PFAについては、IPA中のFe不純物に対する吸着性がほぼ実証されている。 As shown in FIG. 15, PP (polypropylene) is weak in polarity because it does not contain an element having a great difference in electronegativity in its structural formula, and its adsorption ability to Fe impurities in IPA is small (hard to adsorb). In addition, PTFE (polytetrafluoroethylene) has a vector of F → C, but is canceled by the vector of the opposite F → C and does not induce polarity, so the adsorption ability to Fe impurities in IPA is also small (adsorption) difficult). On the other hand, PFA (perfluoroalkoxyalkane) is expected to have a dipole moment at C 3 F 7 in the structural formula, and has a large adsorption capacity (facilitates adsorption) to Fe impurities in IPA. In addition, PVDF (polyvinylidene fluoride) has a large dipole moment vector in IPA because the vectors of CF 2 and CH 2 in the structural formula are opposite to each other and has a strong dipole moment vector (it is easy to be adsorbed) ). Among these materials, PP, PTFE, and PFA have almost demonstrated the adsorptivity for Fe impurities in IPA.
以上のように、本実施例では、液体の供給経路に液体中の電荷を帯びた微小なメタル含有不純物を吸着しやすい材料を用いるが、それに加え、液体供給経路の材料を帯電させることで、さらに高い吸着性を期待できる。 As described above, in the present embodiment, a material that easily adsorbs the minute metal-containing impurity charged in the liquid is used as the liquid supply path, but in addition to that, the material of the liquid supply path is charged, Higher adsorptivity can be expected.
例えば、液供給配管16′を構成する、液体中の微小なメタル含有不純物を吸着しやすい材料は、液体中で微小なメタル含有不純物と逆の極性の表面電位を有する材料であるから、これをポリエステルワイプ等で摩擦して帯電させることにより、液供給配管16′の表面電位をさらに増加させて、メタル含有不純物をより高い効率で吸着させることができる。 For example, the material which is easy to adsorb the minute metal-containing impurities in the liquid, which constitutes the liquid supply piping 16 ', is a material having a surface potential of the opposite polarity to the minute metal-containing impurities in the liquid. The surface potential of the liquid supply pipe 16 'can be further increased by friction by charging with a polyester wipe or the like, and metal-containing impurities can be adsorbed with higher efficiency.
実際に図16に示すように、液供給配管として、PFAチューブを用い、粒子除去フィルタとして50nmの粒子を除去可能なものを用いて、PFAチューブを摩擦帯電させた状態で容器(キャニスター)から供給配管を介して供給されたIPA中のFe濃度を、摩擦帯電させない場合のIPA中のFe濃度と比較した。 Actually, as shown in FIG. 16, a PFA tube is used as a liquid supply pipe, and a particle removal filter capable of removing particles of 50 nm is used to supply the PFA tube from a container (canister) in a frictionally charged state The concentration of Fe in IPA supplied via piping was compared to the concentration of Fe in IPA without tribocharging.
その結果、サンプリングしたIPA中のFe濃度が、PFAチューブを摩擦帯電させない場合には61pptであったのに対し、摩擦帯電させた場合には25pptとなり、IPA中のFe系不純物粒子の量が60%程度低減したことが確認された。 As a result, the Fe concentration in the sampled IPA was 61 ppt when the PFA tube was not frictionally charged, whereas it was 25 ppt when it was frictionally charged, and the amount of Fe-based impurity particles in the IPA was 60. It was confirmed that the reduction was about%.
なお、本例では、液体中のメタル含有不純物に対して高吸着性を有する材料を液供給配管および粒子除去フィルタの両方に適用したが、いずれか一方であってもよい。また、液体タンクをメタル含有不純物に対して高吸着性を有する材料で構成してもよい。 In the present example, the material having high adsorptivity to metal-containing impurities in the liquid is applied to both the liquid supply pipe and the particle removal filter, but either one may be used. In addition, the liquid tank may be made of a material having high adsorptivity to metal-containing impurities.
また、帯電させる場合は、液体中のメタル含有不純物に対して高吸着性を有する材料で構成された液供給経路部材の少なくとも1個を帯電させればよい。 Further, in the case of charging, it is sufficient to charge at least one of the liquid supply path members made of a material having high adsorptivity to metal-containing impurities in the liquid.
(第6の例)
図17は、第2の実施形態のおける第6の例の液処理方法を実施するための液処理装置を示す概略構成図である。
(Sixth example)
FIG. 17 is a schematic configuration view showing a liquid processing apparatus for carrying out the liquid processing method of the sixth example in the second embodiment.
本例においては、液供給機構5に、第5の例の液体中のメタル含有不純物に対して高吸着性を有する材料を利用した清浄化ユニット(メタル含有不純物除去ユニット)70を設けた例を示す。
In this example, the
具体的には、液体タンク15からIPA等の液体を供給する第1液供給配管61が延びており、第1液供給配管61にポンプ17および不純物除去フィルタ62が介装されている。第1液供給配管61は、清浄化ユニット70に上方から挿入されており、液体は第1液供給配管61を介して清浄化ユニット70に供給され、貯留される。また、清浄化ユニット70の上方から第2液供給配管63が挿入されており、第2液供給配管63はチャンバ2内に延び、その先端にノズル18が設けられている。
Specifically, a first liquid supply pipe 61 for supplying a liquid such as IPA is extended from the
第1液供給配管61と第2液供給配管63は循環ライン64により接続されている。また、第2液供給配管63の循環ライン64接続部の下流側には開閉バルブ65が設けられ、循環ライン64には、第1液供給配管61との接続部近傍に開閉バルブ66、第2供給配管63との接続部近傍に開閉バルブ67が設けられている。したがって、これら開閉バルブ65,66,67の操作により、液体をウエハに供給するモードと循環ライン64に循環させるモードとの間で切り替え可能となっている。
The first liquid supply pipe 61 and the second
清浄化ユニット70は、バッチ式の清浄化ユニットとして構成され、吸着槽71と、吸着槽71の底部に敷き詰められた吸着部材72とを有する。吸着部材72は、第5の例の液体中のメタル含有不純物に対して高吸着性を有する材料からなる。
The
また、吸着槽71には、再生用液供給ライン73と再生用液排出ライン75が接続されており、これらにはそれぞれ開閉バルブ74および76が介装されている。再生用液は、吸着部材72にトラップされたメタル含有不純物を除去するためのものであり、典型的には酸溶液が用いられる。
In addition, a regeneration
本例の液処理装置においては、液体タンク15から、第1液供給配管61を介して、液体として例えばIPAを清浄化ユニット70の吸着槽71に供給する。このとき、開閉バルブ65,66,67は閉じられている。液体の供給が終了して一定時間保持した後、バルブ65を開成して液体を第2液供給配管63およびノズル18を介してウエハへ液体を供給する。これにより、吸着槽71内において、吸着部材72に液体中のメタル含有不純物が吸着される。
In the liquid processing apparatus of this embodiment, for example, IPA as a liquid is supplied from the
このように、吸着部材72に液体中のメタル含有不純物を吸着させることにより、液体中のメタル含有不純物を高効率で除去することができる。なお、吸着材料の形態は、例えば球状としたり、また構造をポーラス上として吸着表面積を拡大させるなど、吸着効率を高める構造としてもよい。
As described above, by causing the
液処理を行わない場合は、開閉バルブ65を閉成し、開閉バルブ66,67を開成して、循環ライン64により液体を循環させておく。
When the liquid processing is not performed, the on-off
吸着部材72は、所定量のメタル含有不純物を吸着すると、それ以上吸着することが困難となるため、吸着部材72にトラップされたメタル含有不純物を除去して再生することが好ましい。吸着部材72の再生には、吸着槽71に液体が入っていない状態で、再生用液供給ライン73を介して吸着槽71に再生用液、例えば酸溶液を供給して、吸着部材72に吸着したメタル含有不純物を除去する。再生処理が終了した後は、再生用液を再生用液排出ライン75から排出させる。
Since it becomes difficult for the
なお、清浄化ユニットとして、吸着槽下部から液体を流入させて、吸着槽上部から液体を流出させる連続式のものを用いてもよい。また、上記第5の例の内容は、本例の吸着部材に適用することができる。 In addition, you may use the continuous thing which makes a liquid flow in from a adsorption tank lower part, and makes a liquid flow out from an adsorption tank upper part as a purification unit. The contents of the fifth example can be applied to the suction member of the present example.
(他の例)
第2の実施形態では、第1の例〜第6の例を適宜組み合わせてもよい。例えば、図7に示す第1の例の液処理装置または図9に示す第2の例の液処理装置に、第3の例のイオン除去フィルタ50または第4の例の蒸留生成部60を設けてもよく、またこれらの両方を設けてもよい。これにより、液体中のメタル含有不純物の除去率をより高めることができ、液処理の際にメタル含有不純物がウエハWに付着することをより効果的に抑制することができる。
(Other example)
In the second embodiment, the first to sixth examples may be combined as appropriate. For example, the
一例として、図18に、図9の液処理装置に、図11のイオン除去フィルタ50を組み合わせた例を示す。
As an example, FIG. 18 shows an example in which the liquid removal apparatus of FIG. 9 is combined with the
<第3の実施形態>
次に、第3の実施形態について説明する。
第3の実施形態では、液処理に用いる液体の供給系において、液体中の電荷を帯びた微小なメタル含有不純物を除去するとともに、被処理体であるウエハの帯電を制御し、液体中に残存するそのようなメタル含有不純物が被処理体であるウエハへ静電気力で付着することを抑制する。すなわち、第3の実施形態は、上記第1の実施形態と第2の実施形態と併用するものである。なお、第1の実施形態および第2の実施形態と同様、微小なメタル含有不純物としては、典型的にはパーティクル状で10nm以下のものを挙げることができるが、それに限定されない。電荷を帯びたメタル含有不純物としてはイオン状のものが含まれるが、イオン状には限定されない。
Third Embodiment
Next, a third embodiment will be described.
In the third embodiment, in the liquid supply system used for liquid processing, the minute metal-containing impurities charged in the liquid are removed, and the charge of the wafer to be processed is controlled to leave the liquid in the liquid. Such metal-containing impurities are prevented from adhering to the wafer to be treated by electrostatic force. That is, the third embodiment is used in combination with the first embodiment and the second embodiment. As in the first embodiment and the second embodiment, the fine metal-containing impurities may typically be in the form of particles having a particle size of 10 nm or less, but are not limited thereto. The charged metal-containing impurities include those in ionic form, but are not limited to ionic forms.
組み合わせは任意であり、第1の実施形態の第1の例、第2の例または第3の例と、第2の実施形態の第1の例、第2の例、第3の例、第4の例、第5の例、または第6の例のいずれかとを併用してもよいし、第1の実施形態の第1の例、第2の例または第3の例と、第2の実施形態の第1の例〜第6の例を適宜組み合わせたものを併用してもよい。例えば、第1の実施形態の第1の例、第2の例または第3の例と、第2の実施形態の第1の例または第2の例に第3の例または/および第4の例を組み合わせたものを併用してもよい。 The combination is arbitrary, and the first example, the second example or the third example of the first embodiment and the first example, the second example, the third example, the third example of the second embodiment The fourth example, the fifth example, or any one of the sixth examples may be used in combination, and the first example, the second example or the third example of the first embodiment, and the second example. You may use together what combined the 1st example of the embodiment-the 6th example suitably. For example, the first example, the second example or the third example of the first embodiment, and the third example or / and the fourth example to the first example or the second example of the second embodiment. A combination of examples may be used in combination.
このように、液体中のメタル含有不純物の除去と、被処理体であるウエハの帯電制御とを併用することにより、液体中のメタル含有不純物の量を減少させるとともに、静電気力によりメタル含有不純物がウエハに付着すること自体を抑制するので、ウエハのメタル汚染を極めて効果的に抑制することができる。 Thus, the amount of metal-containing impurities in the liquid is reduced by using both the removal of the metal-containing impurities in the liquid and the charge control of the wafer which is the object to be treated, and the metal-containing impurities are reduced by electrostatic force. Since adhesion to the wafer itself is suppressed, metal contamination of the wafer can be extremely effectively suppressed.
これらの中で、第1の実施形態の第1の例または第2の例と、第2の実施形態の第1の例または第2の例との組み合わせは、静電気を利用した簡易な構成であり、特に有効である。図19に、第1の実施形態の第2の例と、第2の実施形態の第2の例を組み合わせたものを例示する。もちろん、図19の装置にさらにイオン除去フィルタまたは蒸留精製部、またはその両方を設けてもよいし、さらに第2の実施形態の第5の例または第6の例を組み合わせてもよい。 Among these, the combination of the first example or the second example of the first embodiment and the first example or the second example of the second embodiment has a simple configuration using static electricity. Yes, especially effective. FIG. 19 illustrates a combination of the second example of the first embodiment and the second example of the second embodiment. Of course, the apparatus shown in FIG. 19 may be further provided with an ion removal filter or a distillation purification unit, or both, and further, the fifth or sixth example of the second embodiment may be combined.
<実施形態による効果>
以上のように、本実施形態では、IPAのような液処理に用いる液体中に、従来含まれていると認識されてなかった電荷を帯びた微小なメタル含有不純物、典型的にはパーティクル状で10nm以下のメタル含有不純物が含まれていることを新たに見出し、それに基づいて、ウエハの帯電を制御すること、または、液体中からメタル含有不純物を除去すること、または、それらの両方を行うことにより、このようなメタル含有不純物がウエハへ付着することを防止する。これにより、ウエハのメタル汚染を有効に抑制することができ、半導体デバイスの微細化に対応することができる。
<Effect of the embodiment>
As described above, in the present embodiment, the fine metal-containing impurities, typically in the form of particles, which have been charged and have not been recognized as being contained in the liquid conventionally used in liquid processing such as IPA. It is newly found that metal-containing impurities of 10 nm or less are contained, and based thereon, controlling the charge of the wafer, or removing the metal-containing impurities from the liquid, or both of them. This prevents such metal-containing impurities from adhering to the wafer. As a result, metal contamination of the wafer can be effectively suppressed, and miniaturization of semiconductor devices can be coped with.
<他の適用>
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々変形可能である。例えば、上記実施形態では、被処理体であるウエハをスピンチャックに保持させて、ウエハを回転しながら、ウエハに液体を供給してウエハの全面に液体を広げるようにして液処理を行う場合について示したが、被処理体に液体を供給して処理するものであればその形態は限定されない。
<Other application>
The present invention can be variously modified without being limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the case where the wafer to be processed is held by the spin chuck and the liquid is supplied to the wafer to spread the liquid over the entire surface of the wafer while rotating the wafer. Although it has been shown, the form is not limited as long as the liquid is supplied to the object to be treated for treatment.
また、上記実施形態において、被処理体であるウエハの帯電を制御する方法および液体からメタル含有不純物を除去する方法は例示に過ぎず、他の方法を用い得ることはいうまでもない。 Further, in the above embodiment, the method of controlling the charge of the wafer to be processed and the method of removing the metal-containing impurities from the liquid are merely examples, and it is needless to say that other methods can be used.
さらに、上記実施形態では被処理体として半導体ウエハを用いた例を示したが、これに限らず、電荷を帯びた微小なメタル含有不純物が付着するおそれがある被処理体であれば本発明を適用することができる。 Furthermore, although the example which used the semiconductor wafer as a to-be-processed object was shown in the said embodiment, not only this but if it is a to-be-processed object to which the fine metal-containing impurity which carried electric charge may adhere, this invention It can apply.
1;液処理装置
2;チャンバ
3;スピンチャック
4;モータ
5;液供給機構
6;制御部
11;カップ
12;排気・排液管
13;回転軸
14;接地線
15;液体タンク
16,16′;液供給配管
17;ポンプ
18;ノズル
21;給電線
22;直流電源
23;メタル含有不純物
31a,31b;電極
32;直流電源
35;マイクロバブル発生器
40;マイクロバブル
45,62;不純物除去フィルタ
50;イオン除去フィルタ
60;蒸留精製部
61;第1液供給配管
63;第2液供給配管
64;循環ライン
65,66,67;開閉バルブ
70;清浄化ユニット
71;吸着槽
72;吸着部材
W;半導体ウエハ(被処理体)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1;
Claims (28)
前記保持部を接地することにより、前記保持部に保持された被処理体の帯電を制御することにより、前記メタル含有不純物が前記被処理体へ静電気力で付着されることを抑制することを特徴とする液処理方法。 Liquid containing minute metal-containing impurities charged using a liquid processing apparatus having a holding unit for holding an object to be treated and a liquid supply mechanism for supplying liquid to the object held in the holder A liquid processing method for liquid processing of an object to be processed by
The metal-containing impurities are prevented from adhering to the object to be processed by electrostatic force by controlling the charge of the object to be processed held by the holding portion by grounding the holding portion. Liquid treatment method.
前記保持部に保持された被処理体に液体が供給される過程で、前記液体に含まれる前記メタル含有不純物を除去するとともに、前記保持部を接地することにより、前記保持部に保持された被処理体の帯電を制御することにより、前記液体中に残存する前記メタル含有不純物が前記被処理体へ静電気力で付着されることを抑制することを特徴とする液処理方法。 Liquid containing minute metal-containing impurities charged using a liquid processing apparatus having a holding unit for holding an object to be treated and a liquid supply mechanism for supplying liquid to the object held in the holder A liquid processing method for liquid processing of an object to be processed by
In the process of supplying the liquid to the object to be treated held by the holding unit, the metal-containing impurities contained in the liquid are removed, and the holding unit is grounded to thereby hold the object held by the holding unit. A liquid processing method characterized in that the metal-containing impurities remaining in the liquid are prevented from being attached to the object to be processed by electrostatic force by controlling the charge of the object to be treated.
前記保持部に保持された前記被処理体の裏面に純水を供給することにより、前記保持部に保持された被処理体の帯電を制御することにより、前記メタル含有不純物が前記被処理体へ静電気力で付着されることを抑制することを特徴とする液処理方法。 The metal-containing impurities are transferred to the object by controlling the charge of the object held by the holder by supplying pure water to the back surface of the object held by the holder. A liquid processing method characterized by suppressing adhesion by electrostatic force.
前記保持部に保持された被処理体に液体が供給される過程で、前記液体に含まれる前記メタル含有不純物を除去するとともに、前記保持部に保持された前記被処理体の裏面に純水を供給することにより、前記保持部に保持された被処理体の帯電を制御することにより、前記液体中に残存する前記メタル含有不純物が前記被処理体へ静電気力で付着されることを抑制することを特徴とする液処理方法。 While the liquid is supplied to the object to be treated held by the holder, the metal-containing impurities contained in the liquid are removed, and pure water is applied to the back surface of the object to be treated held by the holder. The supply of the metal-containing impurities remaining in the liquid is suppressed from being attached to the object by electrostatic force by controlling the charging of the object held by the holding unit. A liquid processing method characterized by
前記保持部を接地することにより、前記保持部に保持された被処理体の帯電を制御する帯電制御手段をさらに有し、前記帯電制御手段により、前記メタル含有不純物が前記被処理体へ静電気力で付着されることが抑制されることを特徴とする液処理装置。 The object to be treated is provided with a holding portion for holding the object to be treated, and a liquid supply mechanism for supplying a liquid to the object to be treated held in the holding portion, and the object to be treated is A liquid processing apparatus for liquid processing
The apparatus further includes charge control means for controlling charging of the object held in the holding unit by grounding the holding unit, and the metal-containing impurities are electrostatically applied to the object by the charge control means. A liquid processing apparatus characterized in that adhesion is suppressed.
前記液供給機構から前記保持部に保持された被処理体に液体を供給する過程で、前記液体に含まれる前記メタル含有不純物を除去するメタル含有不純物除去手段と、
前記保持部を接地することにより、前記保持部に保持された被処理体の帯電を制御する帯電制御手段と
をさらに有し、
前記メタル含有不純物除去手段で前記液体中の前記メタル含有不純物が除去されるとともに、前記帯電制御手段により、前記液体中に残存する前記メタル含有不純物が前記被処理体へ静電気力で付着されることが抑制されることを特徴とする液処理装置。 The object to be treated is provided with a holding portion for holding the object to be treated, and a liquid supply mechanism for supplying a liquid to the object to be treated held in the holding portion, and the object to be treated is A liquid processing apparatus for liquid processing
Metal-containing impurity removal means for removing the metal-containing impurities contained in the liquid in the process of supplying the liquid from the liquid supply mechanism to the object held by the holding unit;
And charging control means for controlling charging of the object held by the holding unit by grounding the holding unit.
The metal-containing impurities in the liquid are removed by the metal-containing impurity removal means, and the metal-containing impurities remaining in the liquid are attached to the object by electrostatic force while the charge control means is used. A liquid processing apparatus characterized in that
前記保持部に保持された被処理体の帯電を制御する帯電制御手段をさらに有し、前記帯電制御手段は、前記保持部に保持された前記被処理体の裏面に純水を供給する純水供給手段を有し、前記純水供給手段から前記被処理体の裏面に純水を供給することにより前記被処理体の表面の帯電を制御し、前記帯電制御手段により、前記メタル含有不純物が前記被処理体へ静電気力で付着されることが抑制されることを特徴とする液処理装置。 The apparatus further comprises charge control means for controlling charging of the object held by the holding unit, wherein the charge control means is pure water for supplying pure water to the back surface of the object held by the holding unit. It has supply means, and charging of the surface of the object to be treated is controlled by supplying pure water from the pure water supply means to the back surface of the object to be treated, and the metal-containing impurities are controlled by the charge control means. A liquid processing apparatus characterized in that electrostatic adhesion to an object is suppressed.
前記液供給機構から前記保持部に保持された被処理体に液体を供給する過程で、前記液体に含まれる前記メタル含有不純物を除去するメタル含有不純物除去手段と、 Metal-containing impurity removal means for removing the metal-containing impurities contained in the liquid in the process of supplying the liquid from the liquid supply mechanism to the object held by the holding unit;
前記保持部に保持された被処理体の帯電を制御する帯電制御手段と Charging control means for controlling charging of the object held by the holding unit;
をさらに有し、前記帯電制御手段は、前記保持部に保持された前記被処理体の裏面に純水を供給する純水供給手段を有し、前記純水供給手段から前記被処理体の裏面に純水を供給することにより前記被処理体の表面の帯電を制御し、The charge control means further comprises pure water supply means for supplying pure water to the back surface of the object held by the holding unit, and from the pure water supply means to the back surface of the object Control the charging of the surface of the object by supplying pure water to the
前記メタル含有不純物除去手段で前記液体中の前記メタル含有不純物が除去されるとともに、前記帯電制御手段により、前記液体中に残存する前記メタル含有不純物が前記被処理体へ静電気力で付着されることが抑制されることを特徴とする液処理装置。 The metal-containing impurities in the liquid are removed by the metal-containing impurity removal means, and the metal-containing impurities remaining in the liquid are attached to the object by electrostatic force while the charge control means is used. A liquid processing apparatus characterized in that
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